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15/03/2013

Cálculo capacitores barramento

Uma suposição para o cálculo dos capacitores no barramento DC dos IGBTs:

I suppose you need enough capacitance to cope with the transient nature of the inverter. i.e 10-20kHz switching 400A. For a 10 volt ripple on the bus this would give a capacitance value of 400A/10V/0.0001s*2 = 8000uF. Which equate to about $700 worth of capacitor. Is this about right?

Esta pergunta foi feita para o Eric do Passat Elétrico.

Eu suponho que você precise de capacitância suficiente para lidar com a natureza transitória do inversor. i.e. 10-20kHz comutando 400A. Para um ripple de 10v no barramento isto dará um valor de capacitância de 400A/10v/0.0001s*2 = 8000uF. O qual equivale cerca de U$ 700 em capacitor. Isto está certo?

A resposta do Eric:


In sizing my capacitor bank, I looked at pictures of what the siemens simovert inverters use, and what Ballard used in their inverter and basically doubled it. I added the film capacitors for the high frequency, they are designed to mount directly to large format IGBTs. The film capacitors also have much lower impedance compared to the electrolytics which are there more for energy storage. I'm starting to see lots of traction inverters using only film caps, so next go around I probably won't use the electrolytics. I bought a dozen on ebay for $100 bucks, so at the time I wasn't too worried about optimization, I just didn't want to blow up the IGBTs so I went overboard. 

I'd recommend buying caps that are easy to mount (have flanges), and that are designed for traction inverters. You might also call up a capacitor manufacturer and ask for application support


No dimensionamento do meu banco de capacitores, eu olhei fotos de capacitores que os siemens simovert usam, e os que o Ballard usava em seus inversores e basicamente dobrei-os. Eu adicionei capacitores de filme para alta frequência, eles são projetados para montar diretamente nos largos formatos dos IGBTs. Os capacitores de filme também tem muito menos impedência comparado aos eletrolíticos aos quais são mais para armazenar energia. Estou começando a ver um monte de inversores de tração usando somente capacitores de filme, então da próxima vez Eu provavelmente não irei usar os eletrolíticos. Eu comprei uma dúzia no ebay por $100 dolares, mas naquele tempo Eu não estava muito preocupado com otimização, Eu apenas não queria explodir os IGBTs então eu fui extravagante.
Eu recomendaria comprar capacitores que são fáceis de montar (tem flanges), e são projetados para inversores de tração. Você deveria também telefonar para um fabricante de capacitores e pedir algum suporte para sua aplicação.

Um bom direcionamento então seria, diminuir ao máximo a indutância dos cabos de força (Energia dc que alimenta os IGBTs) usando barras de cobre e usar capacitores de filme que são especialmente projetados para inversores de tração. E se você explicar a sua aplicação para um fabricante de capacitores, provavelmente eles irão te dar alguma ajuda no dimensionamento do banco de capacitores.

The capacitor banks and snubber caps take care of the ripple voltage

foto em destaque dos capacitores do inversor do prius.

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